Umgebaute Raumkapsel als Venus-Lander?

Neulich hatte ich bei dem Lesen über die diversen Versionen über die SpaceX Dragon (Frachter, bemannt, DragonLab) mir fragen gestellt welche weitere Adaptionsmöglichkeiten es für Raumkapseln im allgemeinen geben könnte. Vor allem die Technik für einen Eintritt in die Atmosphäre dürfte hier als Grund in Erscheinung treten die Kapsel als (kostengünstige) Basis für einen Lander zu nehmen.

Der Mars mit seiner dünnen Atmosphäre dürfte für die Adaption eher weniger interessant sein. Wohl eher die Venus mit einer erheblich dichteren Atmosphären und relativ hohen atmosphärischen Druck.

Warum die Kapsel als Venus-Lander: Die Kapsel hat die Eigenschaften eines Druckkörpers. Eine extra Entwicklung einer Druckkapsel entfällt, allensfalls Anpassungen würden erforderlich sein.

Der erhebliche Platz in der Kapsel würde vielfältigen Platz für wissenschaftliche Instrumente bieten. An der Fußsektion der Kapsel in der normalerweise Sauerstofftanks, Battieren oder ähnliches wären und die nicht zum eigentlichen Druckkörper gehört könnten Greifarme und verschiedene weitere Instrumente für Untersuchungen angebracht sein.

Das Missionsprofil wäre so, dass die Kapsel - angekommen bei der Venus - wie ihr irdisches Pendant in die Atmosphäre Eintritt und per Fallschrim abbremst. Nötigenfalls wird das Aufsetzen durch ein paar Airbags abgefedert. Die Stromversorgung sollte (im Sinne einer Langzeitbeobachtung) per Radioisotopengenerator (Atombatterie) erfolgen.

Was meint ihr zu dem Konzept? Freue mich schon über Meinungen 

Hallo MX87,

die Frage ist halt: Was soll meine Maschine am Ziel machen?

Unsere irdischen reentry-Kapseln haben den Auftrag ein klimatisiertes, druckbeaufschlagtes Volumen sanft auf die Oberfläche zurückzubringen. Daraus ergeben sich die Designlösungen zu den Leistungsforderungen (Aerodynamik, Größe, Form, Systeme).
Was soll ein unbemannter Lander auf einem anderen Körper? Er soll Instrumente betreiben, Sensoren zur Wirkung bringen, Rover absetzen, Experimente durchführen. Ich sehe da keine Systemsynergien zu einer irdischen Kapsel. Da man keine Masse zu verschenken hat, baut man spezielle und optimierte Konstruktionen, die im Allgemeinen immer anders als eine irdische Kapsel aussehen/funktionieren.

Btw ... ich bin geborener/gelernter/autodidaktischer Skeptiker ... Ich beleuchte immer mögliche Lücken und Probleme, so wertet das zumindest mein Umfeld. Daher brauche ich auch immer einen Gegenpart ...

Also nicht "übel" nehmen .

Das Missionsprofil wäre so, dass die Kapsel - angekommen bei der Venus - wie ihr irdisches Pendant in die Atmosphäre Eintritt und per Fallschrim abbremst. Nötigenfalls wird das Aufsetzen durch ein paar Airbags abgefedert. Die Stromversorgung sollte (im Sinne einer Langzeitbeobachtung) per Radioisotopengenerator (Atombatterie) erfolgen.

Was meint ihr zu dem Konzept? Freue mich schon über Meinungen  

Airbags sind soweit ich weiß auf der Venus nicht notwendig. Auf Grund der extrem dichten Atmosphäre kann man die letzten 50 km im freien Fall zurücklegen. 92 bar Oberflächendruck durfte die Kapsel aber nicht lange aushalten. Wieviel Druck muss den eine Kapsel bei Wiedereintritt in die Erdatmosphäre aushalten?

Das Konzept ist viel zu aufwendig und zu teuer.
Umbau und anpassung an die Venus Umwelt Kosten ein Vermögen und dann muß das ganze ja auch noch zur Venus "geflogen" weden.
Es kommt viel billiger eine entsprechende kleine Sonde zu bauen, die dann auch viel leichter ist als das Leergewicht der Kapsel.

Mfg Collins

Btw ... ich bin geborener/gelernter/autodidaktischer Skeptiker ... Ich beleuchte immer mögliche Lücken und Probleme, so wertet das zumindest mein Umfeld. Daher brauche ich auch immer einen Gegenpart ...

Also nicht "übel" nehmen .

Nope, habe ja um Meinungen gefragt 


Muss ein Hitzeschild für den Eintritt in die Atmosphäre der Venus eigentlich besonders stärker als auf der Erde sein?

eine umgebaute raumkapsel wurde es überhauptnicht bis auf die oberfläche der venus schaffen, da auf der oberfläche ein druck herrscht, wie im ozean der erde auf 800m tiefe. desweiteren beträgt die oberflächentemperatur der venus 480°C. die atmosphäre besteht zwar zu 98% aus co², aber es gibt dort reine schwefelsäurewolken. diese 3 faktoren sorgen dafür, dass auch nur der versuch einer landung mit einer umgebauten kapsel scheitern würede. die russischen lander waren aus massiven stahl gebaut und haben nur eine sehr begrenzte zeit ihre aufgabe ausführen können. um länger auf der oberfläche aushalten zu können müßte der druckkörper wieder aus massiven stahl gefertigt werden. darüber hinaus muß man über eine aktive kühlung der landekapsel nachdenken, damit die extremen temperaturen nicht langsam bis ins innere der kapsel durchdringen können. das funktioniert auf lange sicht nur auf nuklearer basis ( kleiner kernreaktor ).
die nasa plant eine sonde die an einem ballon hängend in 50 kilomter höhe in der venus atmosphare den planten überfliegt. damit wäre das problem des extremen drucks gelöst. aber die kühlung dieser sonde soll nuklear erfolgen.
die nasa experten sagen, wenn das budget genemigt würde, wäre die sonden binnen 10 jahren startbereit.
(quelle dieser information ist ein bericht der vor 2 tagen auf discovery channel ausgestrahlt wurde und bei dem der venus ballon im labor zu testzwecken zu sehen war )

Ballonsonden gab es übrigens schon in den Achtzigern, nämlich bei Vega 1 und 2: http://de.wikipedia.org/wiki/Vega_%28Raumsonde%29.

@Christian: Ich möchte Dich bitten, es mal mit korrekter Groß- und Kleinschreibung zu versuchen. Das verbessert die Lesbarkeit. Zeig uns, dass Du es drauf hast!  

Sorry  , ist eine Angewohnheit im Netz von mir. Ich werde es mir zu Herzen nehmen und mich nun an die Gesetze der Grammatik halten. 

Den Ballon, den ich in dem Bericht von Discovery Channel gesehen hatte, hatte einen Durchmesser von ca. 2,5m und sah den Echo 1 Satelliten aus den sechziger Jahren ähnlich.

Ich denke mal, das sich die NASA nun auch wieder anderen Planeten zuwenden werden, da es mit der Erforschung des Mars so gut läuft und die Venus eigentlich, was die Erforschung der Oberfläche angeht, ein noch recht unbeschriebenes Blatt ist. Mal von der Radarkarte der Sonde Magellan abgesehen.

Vor allem dürfte die Venus auch so einiges bezüglich des Treibhauseffektes verraten. Die Venus ist mitunter ein Beispiel wie sich die Erde nach einem Klimakollaps entwickeln könnte....

Ich denke mal, das sich die NASA nun auch wieder anderen Planeten zuwenden werden, da es mit der Erforschung des Mars so gut läuft und die Venus eigentlich, was die Erforschung der Oberfläche angeht, ein noch recht unbeschriebenes Blatt ist. Mal von der Radarkarte der Sonde Magellan abgesehen.

Leider ist die Venus aber kein guter Planet für die Erforschung mit Hilfe von Landern oder gar Rovern. Der eine oder andere Orbiter könnte aber sicherlich auch nicht schaden.

Zitat von: christiankrause6 am 29. August 2010, 20:07:26

Ich denke mal, das sich die NASA nun auch wieder anderen Planeten zuwenden werden, da es mit der Erforschung des Mars so gut läuft und die Venus eigentlich, was die Erforschung der Oberfläche angeht, ein noch recht unbeschriebenes Blatt ist. Mal von der Radarkarte der Sonde Magellan abgesehen.

Leider ist die Venus aber kein guter Planet für die Erforschung mit Hilfe von Landern oder gar Rovern. Der eine oder andere Orbiter könnte aber sicherlich auch nicht schaden.

Einen Lander zu bauen ist schwierig aber auch nicht unmöglich. Venera und Co haben es gezeigt.

Wäre eine Beschichtung der Landekapsel mit einer Kermamik ähnlich der des Space Shuttles (zumindest temporär) nicht ein guter Schutz gegen die Hitze und auch die Säure?

Die Venera-Sonden haben aber auch gezeigt, wie schwierig es ist, einen Venus-Lander zu bauen, und die Einsatzzeiten nach der Landung waren ziemlich kurz. Die Umgebung ist nun einmal extrem belastend für das Material.

Die Stromversorgung sollte (im Sinne einer Langzeitbeobachtung) per Radioisotopengenerator (Atombatterie) erfolgen.

Die Venera-Sonden haben aber auch gezeigt, wie schwierig es ist, einen Venus-Lander zu bauen, und die Einsatzzeiten nach der Landung waren ziemlich kurz.

Ich würde solar nehmen, da a) auf der Venus viel mehr nutzbares Licht ist, b) da ein Venustag über 200 Erdtage dauert - somit hat man 200 Tage Licht. Und selbst auf der Nachtseite sollte es nicht ganz dunkel sein, denn die dichte Atmosphäre streut das Licht vielleicht sogar bis auf die Rückseite(?)

dafür haben wir heute etwas mehr Erfahrung... Und auch andere Legierungen... Vielleicht sollte man eine Aussenlegierung wählen, die mit der Schwefelsäure reagiert, und danach eine inerte Schicht bildet, (wie bei Aluminium.)


Eine kapsel als Desgn würde m.M.n. nur Sinn machen, wenn es als Erprobung/weite Vorstufe bemannter Missionen ist. Was will man auf der Venusoberfläche bemannt machen? Raumanzüge helfen hier nichts, die Astronauten wären in eine Kapsel eingepfercht und dürften nicht raus... Das könnten sie genausogut von einem Orbit bzw. Ballon aus...

Ich denke mal, das sich die NASA nun auch wieder anderen Planeten zuwenden werden, da es mit der Erforschung des Mars so gut läuft und die Venus eigentlich, was die Erforschung der Oberfläche angeht, ein noch recht unbeschriebenes Blatt ist. Mal von der Radarkarte der Sonde Magellan abgesehen.

Das Problem ist Geld. Die nächsten NASA Mars Rover MSL und Max-C sind sehr teuer. Die Orbiter Maven und Mars Trace Gas Orbiter kosten ebenfalls. Insgesamt sind da schon ungefähr 6 Mrd. US-Dollar verbraucht. Mars Sample Return wird wohl nochmal daselbe kosten. Der Europa-Orbiter kostet 3-3,8 Mrd. US-Dollar ... . Und dann sind da noch der Titan, Io, Mond, Asteroiden etc. Kurz gesagt NASA muss Schwerpunkte setzen. Es gibt zwar für die nächste New Frontiers Mission mit SAGE den Vorschlag eines Venus Landers. Nachdem aber Japan Planet-C gestartet hat und Russland für 2016 mit Venera-D einen Orbiter mit Landern und Ballons plant, gibt es die Idee, dass NASA die Venus den anderen Raumfahrtagenturen überlässt.

Der SAGE-Lander soll mindestens 3 Stunden überleben und Venera-D glaub ich 24 Stunden. Von 200 Tagen ist man technologisch meilenweit entfernt.

http://sagemission.jpl.nasa.gov/mission/

Schön wäre es ja wenn sich die Raumfahrtnationen jeweils auf ein paar Planeten spezialisieren würden. Indien, China oder Russland würden so zB. Merkur und Venus "beackern", während die NASA auf dem Mars und Jupiter (+Monde) weitermacht...

Jedenfalls ist es schade, dass es vergleichsweise gerade einmal eine handvoll Fotos von der Venus-Oberfläche gibt.

Irgendwie scheint die Venus im Vergleich zum Mars noch nahezu unerforscht. Wer weiss schon welche Überraschungen es dort möglicherweise noch gibt...

Ich würde solar nehmen, da a) auf der Venus viel mehr nutzbares Licht ist, b) da ein Venustag über 200 Erdtage dauert - somit hat man 200 Tage Licht. Und selbst auf der Nachtseite sollte es nicht ganz dunkel sein, denn die dichte Atmosphäre streut das Licht vielleicht sogar bis auf die Rückseite(?)

Ich frage mich vielmehr, ob überhaupt Licht auf der Venusoberfläche ankommt. Wie du schon selbst gesagt hattest: Die Atmosphäre ist sehr dicht.

Eine kapsel als Desgn würde m.M.n. nur Sinn machen, wenn es als Erprobung/weite Vorstufe bemannter Missionen ist. Was will man auf der Venusoberfläche bemannt machen? Raumanzüge helfen hier nichts, die Astronauten wären in eine Kapsel eingepfercht und dürften nicht raus... Das könnten sie genausogut von einem Orbit bzw. Ballon aus...

Eine bemannte Landung? Reine Science Fiction, wenn du mich fragst. Die Venus ist etwa so groß wie die Erde, und von der aus zu starten ist schon eine ungeheure Kraftanstrengung. Selbst eine Probenrückführung dürfte weit jenseits unserer technischen Möglichkeiten liegen.

Irgendwie scheint die Venus im Vergleich zum Mars noch nahezu unerforscht. Wer weiss schon welche Überraschungen es dort möglicherweise noch gibt...

Sicherlich viele.  Aber ob die es wert sind? z.B. Wasser am Boden wird man keines finden.

Am Mars kann man landen, und das sollte schon eine Begründung sein, warum man den Mars fokussiert.

Zitat

Irgendwie scheint die Venus im Vergleich zum Mars noch nahezu unerforscht. Wer weiss schon welche Überraschungen es dort möglicherweise noch gibt...

Sicherlich viele.  Aber ob die es wert sind? z.B. Wasser am Boden wird man keines finden.

Am Mars kann man landen, und das sollte schon eine Begründung sein, warum man den Mars fokussiert.

Schon aber sich NUR auf den Mars zu fokussieren halte ich für falsch. Zumindest ein oder zwei Lander zur Venus hätte es in den letzten 20 Jahren geben sollen. Wenig im Vergleich was alles an Sonden zum Mars geschickt wurde.

Es wäre wirklich die allergrößte Ironie wenn man auf der Venus Leben oder spuren von ehemaligem Leben finden würde 

Wenn ich mich recht erinnere gibt es in der Atmosphäre der Venus gewisse Schichten, die durchaus nicht allzu feindlich für Leben sein würden...

Zumindest ein oder zwei Lander zur Venus hätte es in den letzten 20 Jahren geben sollen.

Völlig richtig.

Aber:

Wenig im Vergleich was alles an Sonden zum Mars geschickt wurde.

Naja, eigentlich wenig im Vergleich dazu was möglich wäre mit mehr Geld... Wie immer...

Es wäre wirklich die allergrößte Ironie wenn man auf der Venus Leben oder spuren von ehemaligem Leben finden würde 

Wie du gesagt hast: da gibt es 2 Möglichkeiten:
In der Hochatmosphäre heutiges Leben, oder antikes Leben am Boden.

Antikes Leben wäre zwar sehr interessant im Sinne der Archeologie, hat aber trotzdem den Hitzeschock auf der Venus offensichtlich weder überleben, noch umgehen können...

Von heutigen Leben könnten wir viel lernen, was Anpassungsfähigkeit von Leben betrifft, von damaligen Leben eben nicht, da ja die Bedingungen zur Bildung von Leben der Erde (fast) gleich war. Dann wüssten wir das Leben doch nur bedingt anpassungsfähig ist...

Antikes Leben wäre zwar sehr interessant im Sinne der Archeologie, hat aber trotzdem den Hitzeschock auf der Venus offensichtlich weder überleben, noch umgehen können...

Von heutigen Leben könnten wir viel lernen, was Anpassungsfähigkeit von Leben betrifft, von damaligen Leben eben nicht, da ja die Bedingungen zur Bildung von Leben der Erde (fast) gleich war. Dann wüssten wir das Leben doch nur bedingt anpassungsfähig ist...

Andererseits hat man auch auf der Erde Mikroorganismen entdeckt, die selbst in kochender Salzsäure und unter immensen Drücken weitgehend problemlos überleben können. Wenn es auf der Venus Mikroorganismen gab und diese sich an solch veränderte Bedingungen angepasst haben..... wer weiss man sollte evtl. mal mittels einer Sonde in die Venusoberfläche bohren...

Allerdings kann man sich dann natürlich auch fragen wieso es dann auf dem (für irdische Verhältnisse) wesentlich wirtlicherem Mars kein Leben gibt...

die selbst in kochender Salzsäure und unter immensen Drücken weitgehend problemlos überleben können.

Naja, auf der Venus kocht Blei.

Eine Wasserstoffriche Flüssigkeit wird man dort kaum finden, und H+ ist ein guter Elektronen-Donor (evt sogar der Einzige, den wir kennen, der für Leben geeignet ist...)

Auf einem Venus-Berg vielleicht oder im Schatten, wenn es unter 375°C hat, könnte Wasser flüssig sein... Dort könnte was sein, vorausgesetzt, das Wasser hält sich dort wirklich über Jahrmillionen...
Nur - auf dem Berg ist wieder weniger Druck und daher wird auch dort 'kälteres' Wasser verdampfen...
Ist die Oberflächentemperatur wirklich überall 470°C? Oder gibt es cold spots? Ist das genug erforscht??

Um mal wieder auf den Anfang zurückzukommen: Eine Raumkapsel als Basis wird wenig bringen, da kann man schon eher ein U-Boot nehmen. U-Boote sind einfach besser an die Druckverhältnisse angepasst. Wenn man dann noch passende hitze/säureresistente Legierungen hat, sollte man auf der Venus ohne größere Probleme landen können. Schwierig wird es aber bei der Ausstattung eines Landers. Denn die meiste Elektronik kommt mit solchen Temperaturen wie auf der Venus einfach nicht klar. Da müsste man vielleicht mal über eine richtig brutal leistungsfähige Klimaanlage nachdenken...

mfg websquid